恒定比特率

恒定比特率

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定义

CBR(Constants Bit Rate)即固定码率,就是 静态(恒定)比特率的意思,CBR是一种固定采样率的压缩方式。优点是压缩快,能被大多数软件和设备支持,缺点是占用空间相对大,效果不十分理想,现已逐步被VBR的方式取代。

固定码率是一个用来形容通信服务质量(QoS,Quality of Service)的术语。和该词相对应的词是可变码率或 可变比特率(英文variable bit rate,缩写VBR)。

当形容编解码器的时候,CBR编码指的是编码器的输出码率(或者解码器的输入码率)应该是固定制(常数)。当在一个带宽受限的信道中进行多媒体通讯的时候CBR是非常有用的,因为这时候受限的是最高码率,CBR可以更好的易用这样的信道。但是CBR不适合进行存储,因为CBR将导致没有足够的码率对复杂的内容部分进行编码(从而导致质量下降),同时在简单的内容部分会浪费一些码率。

大部分编码方案的输出都是可变长的码字,例如 霍夫曼编码或者 游程编码(run-length coding),这使得编码器很难做到完美的CBR。编码器可以通过调整量化(进而调整编码质量)来部分的解决这个问题,如果同时使用填充码来完美的达到CBR。(有时候,CBR也指一种非常简单的编码方案,比如将一个16位精度的音频 数据流通过抽样得到一个8位精度的数据流)。

恒定比特率的应用

绍可变比特率(Variable Bit Rate)简称VBR。

CBR和VBR广泛应用于多媒体数据压缩编码领域。

CBR是指对视音频数据进行编码时,不论视音频数据大小和复杂程度,编码速率始终保持恒定;VBR是指在编码时根据视音频数据大小和复杂程度,动态调整编码速率,即对复杂数据进行高比特率编码,对简单数据进行低比特率编码,以质量为前提兼顾数据大小,从而保持质量和数据大小之间的平衡。

随着视音频编码技术的迅猛发展和广泛应用,VBR数据流越来越常见,这主要是由视音频压缩算法和视音频内容两个因素所造成的。VBR既可节省传输带宽,又可用于控制显示质量,其应用正愈来愈广泛。

在数字电影领域,CBR和VBR用于图像编码,由 数字电影编码器来实现。

对于CBR编码,不论输入图像的复杂程度如何,数字电影编码器的输出码率均为固定值。这使得简单和复杂图像经压缩后的码率相同,从而导致没有足够码率对复杂图像进行编码,因而其解码重建的图像质量就较低,而对于简单图像则会出现码率浪费,且图像越复杂,重建质量就越低,图像越简单,码率浪费就越严重。

对于 VBR编码,在保证一定重建图像质量的前提下,数字电影编码器根据输入图像的简单或复杂程度自适应地调整输出码率。因而,图像越复杂,压缩码率就越高,图像越简单,压缩码率就越低,从而对于复杂图像,解码重建质量不会降低,而对于简单图像也不会浪费码率。

数字电影编码器经历了从只支持CBR编码方式到同时支持CBR/VBR两种编码方式的发展历程,实现了对电影复杂画面和简单画面动态分配码率,因而在保证数字电影图像质量的前提之下,有效降低了数字电影数据包(DCP)的大小,从而可有效利用存储空间和节省传输带宽。

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